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超級桌面猛獸,酷睿i9-13900KS上手體驗

在去年的Intel Innovation 2022上,英特爾為我們帶來了13代桌面K系列可超頻處理器,進一步優化的Intel 7工藝講桌面處理器的性能拉到了一個新的台階,一時間5.8 GHz的出廠頻率成為了人們廣泛討論的話題,這也毫無疑問是半導體行業的新巔峰。

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但在Innovation 2022上,英特爾則表達出這並不是極限,在明年初他們還有一款限量供應的超級硬貨,用戶到手裝上即可擁有6 GHz的超高頻率。

轉眼2023已到,英特爾也及時兌現了他們的承諾,接下來就讓我們領略一下人類歷史上首款出廠睿頻達到6.0 GHz的超級桌面猛獸——酷睿i9-13900KS。

簡介:

當然有些朋友可能第一次看到13代產品的評測,所以這里我們還是先簡單回顧一下13代酷睿家族的具體規格。

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13代處理器採用了Intel 7的改良版工藝,相比於12代產品在頻率方面又有了新的突破。

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規格方面,此次13代i9採用了8+16的組合,即8個性能核加上16個能效核,比上代i9多出8個能效核,在多核性能方面有了顯著提升,具體的性能提升細節可以看之前發過的i9-13900K的評測。

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除了核心數量的變化,緩存也是13代相比於前代差距巨大的地方:每個性能核擁有的L2緩存從1.25MB提升至驚人的2MB,而每四個能效核簇共享4MB的L2緩存,作為旗艦的i9就擁有了32MB的L2緩存容量,這甚至超過了前代i9-12900K的L3緩存容量。

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用戶對於異構CPU在調度上的擔憂一直沒有消除過,所以Intel也在不斷打磨自己的Thread Director aka HGS+,並且與微軟合作在Win11的22H2版本還引入了更新的後台機制,將混合架構的體驗再拉高一個台階。

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13代回歸的TVB(Thermal Velocity Boost)技術,也是這一代處理器能夠擁有突破性炒超高主頻的關鍵:i9-13900KS標稱中的「6.0 GHz」也正是藉助TVB技術才得以實現,在CPU核心溫度低於70攝氏度的情況下,允許13900KS的單核睿頻從ITBM 3.0的5.8 GHz提升至6.0 GHz。

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在11代Intel推出了ABT技術,能夠讓CPU的多核頻率提升至接近單核的水平。並且與TVB不同,ABT沒有那麼嚴苛的溫度門檻,即使在100攝氏度時也依然生效,這對於提高多核性能和遊戲性能都有幫助。

在13代的K系列i9依然也支持這個功能,並且這一技術帶來頻率提升是和TVB/ITBM這類技術一樣是寫在產品Spec中的,也就是說不論是i9-13900K的全P核頻率亦或是此次評測的i9-13900KS的全核睿頻都是指包含ABT在內的頻率。

下面是i9-13900K與i9-13900KS具體規格的對比:

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i9-13900K採用改進的Intel 7工藝,相比於上代直觀上的區別就在於核心數增加以及緩存的變化:8P+16E增加了8顆E-core能效核,L2高達32MB都比上代i9的L3大了,由於核心數量的增加L3也增加至36MB。

頻率方面i9-13900K在1-2核負載下擁有5.8GHz的超高P-core頻率,而全核P-core頻率也從上代的4.9 GHz暴增至5.5 GHz。E-core頻率更是1-16核全程維持在4.3 GHz的高頻,相比於上代提升了600 MHz。

而i9-13900KS作為進階的特挑款CPU,由於Die上沒有物理層面的變化,所以核心數/緩存大小/核顯規模方面與K是沒有任何區別的。

主要變化出現在設定:例如i9-13900KS的TDP就從之前的125W提升到了150W,TVB頻率從5.8增加至6GHz,ITBM3頻率也從5.7提升至5.8GHz,大核全核頻率提升了0.1GHz。

看上去都是一些細微差別,畢竟13900KS本質就是官方特挑的K,必然不會有質變。

測試平台

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由於產品的體質是i9-13900KS與前代i9-13900K的最大區別,主板方面自然選擇了支持看CPU體質分的ROG Strix Z790-E。為了更好體現出體質所帶來的意義,這里主板設定的PL2值不像此前無限制,而是為Intel給出 MTP上限253W,PL1同樣也設置為253W。

記憶體採用了兩條美商海盜船的16GB VENGEANCE DDR5,載入XMP Profile,記憶體頻率為5600 MT/s,時序為CL36-36-36-76。

顯卡為了盡可能減少GPU帶來的瓶頸,自然依然為NVIDIA的卡皇RTX 4090,顯卡驅動統一為528.02。

BIOS為目前最新的AMI.0813,系統也為最新的Win11 Pro 22H2。

散熱在開放平台進行,散熱器選擇了NZXT海妖Z73 AIO-360一體水冷,能夠壓住CPU 253W的功耗設定。

基準性能測試:

SiSoftware Sandra是一個十分強大的windows系統分析評測工具,集合了系統分析、診斷、測試和報告工具的系統分析評測工具,包括眾多的分析與測試模組。這里選擇其中的算數處理器和多媒體處理器兩項對CPU性能進行測試,其中多媒體處理器項目能夠很好的支持像AVX-512這種更新的指令集,這里選擇Sandra 2021.31.41版本進行測試:

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Sandra的負載較重,可以輕松吃滿253W的功耗,可以看到同功耗下13900KS的多核性能確實會好一些,幅度在4%不到。

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SuperPI 是一款非常經典的圓周率計算軟體,即使在今天依然在發燒友口中擁有一席之地,能夠一定程度上反應CPU的單線程性能。這里採用SuperPI Mod 1.9WP 1MB容量進行測試,提升幅度約5%,與主頻提升結果接近。

wPrime 2.10 是一款老牌計算圓周率軟體,與SuperPI不同能夠支持多線程計算更好地適應現代處理器。單線程提升結果比SuperPI還要高達到了25%,多線程提升30%。

這里在測試時出現了之前有一些媒體反饋的大小核調度失效全部跑在E-core上的問題,所以只展示單線程成績,提升約10%,這里差距更大的原因應該是系統負載導致13900K沒有跑在正確的TVB頻率上。

y-cruncher 是一款新興用於快速計算圓周率的軟體,對較新的架構與指令集有著不錯的優化,在一些發燒友中已經成為了一款通用的跑分軟體。這里採用最新的v0.7.10.9513版本進行測試,這里K與KS又幾乎沒有區別,提升僅1%不到,說明TVB頻率帶來的0.2GHz會收到很多系統因素的干擾。

3DMark 雖然是一款圖形基準性能測試軟體,但也包含獨立的CPU測試,此次選擇CPU Profile進行測試,覆蓋了1T到nT的測試。

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在1T到16T提升幅度都比較類似,在1-2%左右。

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Cinebench是一個跨平台CPU測試軟體,用於評估計算機的硬體功能,由於部署簡單操作方便,是目前最熱門的CPU基準測試工具之一,目前最新的版本為R23。由於R20仍然有相當大的人群基數,所以此次測試也包含R20的成績。單線程幾乎沒區別,多線程有2~3%的提升。

CPU-Z是一款家喻戶曉的CPU檢測軟體,體積小巧且輕量,由於自帶benchmark所以也被經常作為測試工具,整體負載較小且時間較短,適合用來測試CPU的峰值性能。由於調度的問題TVB沒有正確觸發,單核甚至還出現了倒掛,多核性能也只是稍強。

壓縮軟體測試:

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壓縮/解壓縮能力這里採用了最熱門的WinRAR和7-Zip,可以看到KS的成績有些許提升,但也屬於體感出不來的水平。

CPU渲染測試

一般來說CPU渲染軟體都能夠充分發揮出處理器的多線程性能,這一節會使用一些常用的例如Blender、vray等流行軟體。

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Blender是一款能夠支持全流程動畫短片製作方案的開源軟體,在業界中已經逐步推廣開來,這里使用官方最新的Benchmark 3.1.0版進行渲染圖測試,場景為「monster」、「junkshop」和「classroom」,軟體版本為3.3.0,計算每分鍾的處理速度。在三個場景下i9-13900KS的提升在2%~3%左右。

v·ray是目前業界最受歡迎的渲染引擎,為不同領域的優秀3D建模軟體提供了高質量的圖片和動畫渲染,這里使用官方提供的獨立基準測試工具v·ray4和v·ray5。整體提升在3%不到。

Corona是一款高性能高真實感渲染器,可以用於3DS Max以及Maxon Cinema 4D等軟體中使用,這里使用的是它的獨立Benchmark。在這項測試中i9-13900KS和K基本沒差,甚至還有些許倒掛。

總體來看在CPU渲染能力方面KS和K相比也沒什麼本質區別,提升幾乎不可感知。

綜合場景測試

PCMark10是由UL開發的一款基準性能測試工具,於2017年發布,主要用於測試整機綜合使用場景下的性能表現,場景包含常用基本功能、生產力以及數位內容創作。前兩項整體負載偏輕主要考驗CPU的單核性能水平,後一項涉及渲染整體負載會更高一些。

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PCMark10作為輕載benchmark,對於單核的表現比較敏感,並且由於負載較低,很容易觸發TVB頻率,所以總分上i9-13900KS有4%以上的領先。

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在Log中,可以清晰看到13900KS成功達到了TVB單核的6GHz,並且持續時間不短,所以才能有比較明顯的提升。

CrossMark是由BAPco開發的一款輕量化跨平台測試工具,用於測試整機的綜合性能。

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其結果與行業通用基準測試軟體SYSmark具有強相關性,但相比於SYSmark 25更易於部署,結果分為生產力、創作性能和響應能力。

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CrossMark的表現也與PCMark10很像,在吃響應的測試項目中能夠看到TVB單核帶來的性能提升。

除此之外我們此次還使用UL Procyon模擬實際內容創作工作流,與PugetBench不同, UL Procyon的Photo Editing包含實際使用時多個軟體之間的協同操作,更加貼合現實場景。子項成績的圖像修飾可以理解為PS的成績,而批處理則是LR的成績。

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在偏向單核的PS處理中,KS有3%的領先,符合我們的預期。

遊戲測試

為了盡可能展現CPU性能差異,在遊戲性能測試方面採用1080P解析度運行,但遊戲畫質仍然設置為關閉光追下的最高水平。測試手法自帶benchmark的遊戲採用遊戲自帶benchmark,不帶benchmark的遊戲採用固定場景復現,盡量選擇CPU Bound明顯的遊戲進行測試。

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首先看一下1440P情況下的表現,可以看到不管是平均幀還是1% Low,K與KS幀數差異在99%~103%之間浮動,領先最多的是《英雄聯盟》,這也是我們認知中很典型的CPU bound遊戲。

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再看壓力更大的1080P遊戲,二者之間的差異變化也不大,KS領先最多的項目是《古墓奇兵暗影》,領先幅度有4.6%。

對於遊戲而言,i9-13900KS默認的0.1GHz全核頻率並不能在遊戲性能中和K產生本質區別,二者基本在同一水平,在一些吃頻率的遊戲中KS會有稍稍的領先。

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再看功耗,雖然13900KS的P-Core頻率更高,但整體看下來實際遊戲功耗和i9-13900K並沒有什麼區別,也就是說即使是在能跑滿頻的遊戲場景下也並沒有增加額外的散熱負擔。

超頻測試

由於規格上相差無幾,所以在實際的性能測試中睿頻都能基本跑滿的情況下i9-13900KS很難在i9-13900K基礎上有質的飛躍,因為i9-13900KS的本質就是體制更好的特挑i9-13900K。那特挑能夠體現出差異的地方自然就是同頻更低的電壓帶來的能效改善。

前文鋪墊了那麼久體質差異,那麼體質到底有多大影響?之前說過ROG的主板能夠讀出CPU內部VF曲線並據此測算出一個SP體質分,有外媒Igor’s LAB測試了接近200顆i9給出了體質分布差異圖:

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可以看到13900KS不僅平均體質相比於i9-13900K更高,並且上下限差異也更小。

我們先來看一下我們手中主板讀出的CPU參數:

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我們手里i9-13900K給出的SP分是100分,作為參考,13900KS的SP分則有107,雖然不想承認,但在KS中可以說算得上雷了。

那麼SP分到底代表什麼?可以看到主板上給出的電壓頻率值:

由於兩顆CPU的E-Core/Cache頻率無區別,所以可以看到在各自的頻率下,右邊KS的電壓會更低,這意味著KS會有更好的電壓曲線,帶來更好的能耗比和更高的極限。

對於超頻新手,Intel這次在XTU中帶來了Speed Optimizier 2.0,可以進行一鍵超頻。

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可以看到Intel對於13900KS的Profile將P/E-Core頻率提升了0.1GHz,單核達到了6.1 GHz,全P核達到了5.7 GHz。為了保證穩定性加了0.02V的電壓,與之對應將PL2/PL2設定到了330W,ICCMax由於Asus主板默認解鎖上限,所以ISO將其又拉回了450A。

這次ISO 2.0的重大升級在於可以進行TVB超頻,功能不失效的這種超頻相比於以往模式會顯得更加智能,更貼近日常可用,而不是純發燒友的折騰。

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與默認相比,ISO一鍵超頻後的單核3.8%,多核提升1.3%由於瓶頸在散熱無法支撐330W的總功耗觸發TCC引起降頻。

除此之外,我還測試了將P-Core都超至6GHz進行進行遊戲測試:

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在Far Cry 6中,全P核6GHz相比於默認在遊戲性能上肯定是有所提升,不過由於VF曲線完全偏離默認,所以CPU功耗出現了暴漲,相應的發熱和噪音必然會增加,所以加電壓超頻肯定只是發燒友的樂趣,對於入門用戶來說,降壓是個更加經濟的選擇。

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KS更好的體質帶來了更好的降壓空間,由於重度負載的瓶頸都在散熱,所以降壓有助於在受限功耗內獲得更好的性能。

可以看到降壓0.08V後,13900KS在253W下得到了與ISO超頻相同的多核分數。隨著電壓繼續降低到-0.12V後,多核頻率相比於默認提升了4%以上。

當然降壓超頻同樣會出現潛在的不穩定情況,所以建議降壓的值可以保守一些,一般-0.05V是屬於安全范圍。

總結:發燒友的玩物

對於從實際角度而言,i9-13900K的性能已經足夠強悍,i9-13900KS對於intel的作用門面大於實際,畢竟作為限量版CPU,出廠6GHz就是其最大的意義,對於高性能工藝的打磨象徵著其在發燒MSDT領域的領先地位。

但對於發燒友而言,13900KS省去了挑雷的麻煩,作為Intel特挑的CPU其本身就有著更高的體制門檻,方便硬體玩家沖擊人類CPU頻率的極限。

對於普通遊戲玩家而言,13900K的性能已經足夠,但如果預算充裕並且也希望獲得開箱即得的6GHz,i9-13900KS對於富哥們而言自然也是不二之選。

來源:機核